Universitarios desarrollan innovadoras alternativas para el tratamiento de COVID-19

Desde el inicio del brote del virus SARS-CoV-2 en Wuhan, China, gran parte de la comunidad científica se ha concentrado en buscar alternativas para resolver este problema de salud pública que ha ocasionado numerosas muertes a nivel mundial y generado notables pérdidas en el sector económico.   

A la fecha, se han implementado distintas estrategias para controlar la transmisión de contagios, de las cuales la vacunación ha sido la más exitosa. No obstante, su efectividad se ha reducido de manera considerable con el aumento de las variantes del Coronavirus 2, permitiendo así la propagación de la enfermedad. 

Con el objetivo de encarar esta pandemia, un equipo de investigadores de la FES Cuautitlán, encabezados por el doctor Enrique Ángeles Anguiano, responsable del Laboratorio de Química Medicinal, proponen tres ejes de acción. 

El reposicionamiento de fármacos, la prueba de compuestos in house y el desarrollo de un compuesto híbrido de doble acción: bloquea los receptores que se encuentran en las células humanas y ocasionan el contagio. Además, en caso de que el virus ingrese al organismo, impide la replicación de la carga viral.

Las fases del proyecto 

Debido a su naturaleza, en el año 2020 la Organización Mundial de la Salud (OMS) convocó a grupos de investigación de todo el planeta para dar solución a aquello que declaró una emergencia sanitaria. Volcados todos los esfuerzos en analizar este nuevo virus, se descubrió que los dos blancos de ataque específicos a este problema son la espiga (spike), responsable de la entrada celular, y la proteasa Mpro, causante de la replicación viral. 

Posteriormente, se reveló la estructura cuaternaria de estas dos proteínas, un punto de partida para los universitarios, quienes comenzaron a trabajar con la identificación y el diseño (vía simulación computacional) in silico de candidatos inhibidores, ya que uno de los objetivos de este laboratorio es crear estructuras químicas contra enfermedades específicas. Así lo han hecho por décadas contra el cáncer y problemas cardiovasculares. 

Con el pasar del tiempo, se descubrió que el coronavirus ataca usando la proteína a nivel de la Enzima Convertidora de la Angiotensina (ECA), un hallazgo crucial que permitió que los de FES Cuautitlán emprendieran otra acción,  ya que desde hace años poseen compuestos in house (compuestos descubiertos en su laboratorio que son parte de su colección), que podrían actuar sobre la interacción de spike del coronavirus y la ECA.  

Adicionalmente, llevaron a cabo un análisis exhaustivo de los reportes derivados de la investigación mundial y encontraron que muchos de los compuestos orgánicos que presentan una afinidad por la proteasa Mpro contienen la funcionalidad amida (tipo de compuestos orgánicos que pueden considerarse derivados de ácidos).

El éster feniletílico del ácido caféico (CAPE) es un producto natural que se encuentra en el propóleo y la jalea real de las abejas; este compuesto, que descubrió el doctor Saúl Villa Treviño, del CINVESTAV, tiene propiedades contra el cáncer hepático. 

Luego de este hallazgo, solicitó apoyo del doctor Ángeles para que realizara la síntesis de este compuesto (compuestos químicos semejantes a los de la sustancia original). El resultado fue exitoso y hoy cuentan con múltiples moléculas bioactivas (económicas y candidatas para la creación de fármacos) que han mostrado efectividad contra diferentes tipos de cáncer y enfermedades cardiovasculares.

“Una vez más, como parte de nuestro arsenal in house, tenemos 20 candidatos que inhiben la proteasa, partiendo de una estructura natural que es el éster feniletílico del ácido cafeíco (CAPE), explicó el doctor Ángeles. 

Esta estructura química se modificó y se mejoró con ayuda de predicciones computacionales y se sometió a estudios in vitro e in vivo, para demostrar que tiene actividad sobre un compuesto antiviral. En la actualidad, los investigadores proponen estructuras propias para atacar este virus y realizan estudios in silico para el reposicionamiento de moléculas que se encuentran en circulación y se usan para estos fines. Hasta el momento han encontrado 30 fármacos viables para el tratamiento contra el COVID-19. 

La colaboración con Canadá

A partir de este estudio y con el fin de lograr avances significativos, el grupo de trabajo ha realizado diversas vinculaciones, una de ellas con apoyo de la Secretaría de Relaciones Exteriores, gracias ella pudieron trabajar con el doctor Levon Abrahamyan, responsable del Laboratorio de Virología, de la Universidad de Montreal, Canadá.

Uno de los beneficios será la capacitación que en próximas fechas recibirán alumnos e investigadores de la FES Cuautitlán, quienes viajarán para aprender sobre el manejo de la actividad biológica dentro de los Laboratorios de Bioseguridad Nivel 3 (BL3), algo importante porque este conocimiento será transmitido a estudiantes y docentes de la primera multidisciplinaria.

“Para nosotros la contribución con Canadá fue vital, ya que ellos cuentan con un BL3, algo que no tenemos en la Facultad. Ahí pueden tratarse agentes nativos o exóticos letales con un alto potencial de transmisión. Por esta razón, ahí se pudo evaluar la efectividad de nuestros compuestos candidatos contra el virus”, explicó el docente.  

En ellas se comprobó que la interacción entre spike y la ECA se ve afectada y disminuye ante la presencia del compuesto creado por los universitarios (polifenol LQM322). Asimismo, se sabe que otros de sus compuestos LQM también presentan un grado de efectividad; sin embargo, la evidencia computacional  no permite afirmar si es significativa, esto sólo podrá conocerse cuando se lleven a cabo estudios in vitro. 

Actualmente, los investigadores también  cuentan con resultados positivos sobre otros compuestos que desarrollaron en la Facultad, los de la familia LQM300, que proponen como agentes antivirales (inhibidores de la replicación proteasa Mpro). Estos serán revelados próximamente en una publicación científica. 

Además, continúan elaborando estudios in silico  enfocados al reposicionamiento de moléculas que se encuentran en circulación y se usan para tratar otras enfermedades. El diseño y  síntesis  de estos compuestos es un logro trascendental para la UNAM y para el país,  puesto que han demostrado mayor efectividad y menos efectos adversos en comparación con los que ya existen en el mercado, que son más tóxicos y pueden causar mareos y afectar los riñones y el hígado.

En este sentido, una de las metas del doctor Ángeles es que estas innovaciones sean puestas al servicio de la población, ofreciendo fármacos baratos y menos dañinos. Por tanto, patentar estos compuestos no es de su interés, en cambio, sí lo es colaborar con Organizaciones No Gubernamentales (ONG) y otras dependencias que puedan costear la fase clínica. 

 “Tras 43 años de desarrollos científicos me siento muy satisfecho de mostrar nuestros resultados y aportes en beneficio de la comunidad. El siguiente paso es la fase clínica, que representa un gran reto porque es una actividad onerosa. Por ello, seguimos en la búsqueda de alternativas, para que la sociedad se beneficie con nuestro trabajo. Esa es nuestra misión como universitarios”, detalló el doctor Ángeles.  

Es importante señalar que la consolidación de este proyecto es posible gracias a la Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA), mediante los Programas de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT), a la Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación (DGTIC) y, sobre todo, al ímpetu de 15 estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado, así como del maestro Alejandro Hernández Serda y los doctores Víctor Hugo Vázquez Valadez, Pablo Martínez Soriano  y Ana María Velázquez Sánchez, quienes participan activamente bajo la tutela del doctor Enrique Ramón Ángeles Anguiano.

María Dolores Elizondo Alvarado